我們正在失去整個(gè)夜空。
日前,魯賓天文團(tuán)隊(duì)和美國政府問責(zé)局出具的報(bào)告描述了一件可怕的情況:天文學(xué),世界上誕生的第一門自然科學(xué),正受到人造衛(wèi)星的直接威脅。
40萬顆衛(wèi)星即將發(fā)射,觀測星空將越來越難。
自1957年10月,蘇聯(lián)發(fā)射了人類第一顆人造衛(wèi)星“斯普特尼克”1號(hào)至今,已有超過5400顆衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行。據(jù)悉,一半以上衛(wèi)星為美國公司或機(jī)構(gòu)所有。
目前,以馬斯克為首的SpaceX、英國一網(wǎng)衛(wèi)星公司等公司向美國FCC和國際電信聯(lián)盟提交的許可來看,未來幾年他們將構(gòu)建16個(gè)星座,共計(jì)發(fā)射431713顆衛(wèi)星。
衛(wèi)星的數(shù)量和亮度都給天文學(xué)帶來了困擾。魯賓天文臺(tái)首席科學(xué)家安東尼·泰森表示,由于星鏈衛(wèi)星反射的光線,魯賓天文臺(tái)拍攝的30%星空?qǐng)D片都帶有條紋,如果40萬顆衛(wèi)星全部在軌,每張前照片都將出現(xiàn)條紋。
除了條紋,美國華盛頓大學(xué)的梅雷迪斯·羅爾斯還稱,“有些忽閃忽閃的衛(wèi)星,我們的軟件可能會(huì)將其識(shí)別為潛在的新天體或超新星,并做出記號(hào)。”每晚提醒總數(shù)可能達(dá)1000萬條,結(jié)果它們都是人造衛(wèi)星。
衛(wèi)星公司指出,世界人口超過三分之一(約29億)從未使用過互聯(lián)網(wǎng),衛(wèi)星星座有能力改變這一現(xiàn)狀?;蛟S有人覺得和無法聯(lián)網(wǎng)相比,看不到星星并沒那么嚴(yán)重。
天文觀測并非“空中樓閣”,實(shí)際上,核聚變就是通過觀測恒星發(fā)現(xiàn)的。
100年前,人類對(duì)恒星發(fā)光機(jī)制的研究處于空白,所有理論都無法解釋為什么這些星體會(huì)發(fā)光?直到1925年,英國天文學(xué)家塞西莉·佩恩-加波施金通過觀測,首次在文中指出:恒星的主要成分是氫,其次是氦,這就是恒星發(fā)光的燃料。
1929年,物理學(xué)家弗里茨·豪特曼斯在論文《恒星中元素合成的可能性問題》中進(jìn)一步解釋了這些燃料如何燃燒——
在恒星內(nèi)部的高溫作用下,恒星的原子核會(huì)失去外圍的電子而被摧毀,這是一種熱核反應(yīng),熱核反應(yīng)釋放的能量使恒星能夠燃燒數(shù)十億年甚至更久。
此時(shí),豪特曼斯也意識(shí)到核裂變會(huì)產(chǎn)生巨大能量。1941年8月,他在一篇題為《關(guān)于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的研究》的報(bào)告中,討論了快中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、中子減速、鈾235和臨界質(zhì)量的大小,這些都是核能和制造原子彈所需的全部基本概念。
誰能想到讓人類又愛又恨的核能,來自看似遙不可及的天文觀測呢?
對(duì)天文觀測來說,“核聚變”的發(fā)現(xiàn)只是冰山一角。
羅爾斯介紹說,天文觀測一般以發(fā)現(xiàn)未知現(xiàn)象為主要任務(wù),如2021年美國宇航局發(fā)射的詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡。
韋布望遠(yuǎn)鏡是目前發(fā)射的最大太空望遠(yuǎn)鏡,口徑達(dá)到了6.5米,由18塊六邊形鍍金鏡片拼接而成。望遠(yuǎn)鏡的口徑越大,一方面能夠收集更多的光子,看到更暗弱的天體;另一方面能夠增加分辨率,看清更多的細(xì)節(jié)。
據(jù)官方資料,韋布望遠(yuǎn)鏡主要有四大觀測目標(biāo):觀測宇宙大爆炸之后不久第一批恒星和嬰兒星系發(fā)出的光芒;研究星系的形成和演化;理解恒星和行星系統(tǒng)的形成;觀測系外行星上生命存在的跡象。
“我們本可以通過這些恒星了解宇宙萬物,乃至我們自身。宇宙正在神秘暗能量的驅(qū)動(dòng)下加速膨脹,從地球上看,這些恒星正在遠(yuǎn)離我們?!碧┥鴮?duì)宇宙的最終命運(yùn)進(jìn)行討論。
談到人造衛(wèi)星時(shí),泰森說,“就算那時(shí)還有人類僥幸存活,這扇由繁星構(gòu)筑的科學(xué)之門也無法再次敞開?!?/p>
新衛(wèi)星比馬斯克的星鏈更大、更亮。
美國AST SpaceMobile公司制造的藍(lán)色漫步者3原型衛(wèi)星于去年9月10日發(fā)射升空。兩個(gè)月后,它展開了面積達(dá)64.4平方米的相控陣天線,并與地面手機(jī)通信。
現(xiàn)在它已經(jīng)成為夜空最亮的物體之一,亮度超過99%肉眼可見的恒星。哈佛大學(xué)史密森逆天體物理中心的天文學(xué)家喬納森·麥克道爾說:“顯然,技術(shù)已經(jīng)擺在這兒了,你只要愿意就能毀掉全世界的夜空。”
目前普遍認(rèn)為,改變航天器的物理性質(zhì)或許是一項(xiàng)可以保護(hù)觀測窗口不受進(jìn)一步污染的辦法。
較暗的天體更容易被相機(jī)去除;而低軌道衛(wèi)星需要更快的速度才能不墜入大氣層,這也意味著它們能更快離開天文望遠(yuǎn)鏡的視野。因此科學(xué)家建議,私營公司制造反射率更低的衛(wèi)星,并將其部署在低軌道上。
“讓每個(gè)抬頭看過夜空的人都感覺自己是利益相關(guān)者,這才是真正的挑戰(zhàn)?!丙溈说罓栒f。